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About Matrix Printer / A propos de l’imprimante matricielle

The cover removed (for photo shot), Dot matrix printer Impact type. EPSON VP-500 sold in 1989. 80 character/line, Speed: 67 character/second. Centronics IEEE 1284 interface. ASCII and Japanese character set up to Kanji. Print head with 43 x 43 X 22mm size heat sink. ESC/P 24-J84, Inmac ink ribbon cartridge with black ink.

Dot matrix printing or impact matrix printing is a type of computer printing which uses a print head that moves back-and-forth, or in an up-and-down motion, on the page and prints by impact, striking an ink-soaked cloth ribbon against the paper, much like the print mechanism on a typewriter. However, unlike a typewriter or daisy wheel printer, letters are drawn out of a dot matrix, and thus, varied fonts and arbitrary graphics can be produced.

Design
Each dot is produced by a tiny metal rod, also called a “wire” or “pin”, which is driven forward by the power of a tiny electromagnet or solenoid, either directly or through small levers (pawls). Facing the ribbon and the paper is a small guide plate named ribbon mask holder or protector, sometimes also called butterfly for its typical shape. It is pierced with holes to serve as guides for the pins. This plate may be made of hard plastic or an artificial jewel such as sapphire or ruby.

The portion of the printer containing the pins is called the print head. When running the printer, it generally prints one line of text at a time. There are two approaches to achieve this:

The common serial dot matrix printers use a horizontally moving print head. The print head can be thought of featuring a single vertical column of seven or more pins approximately the height of a character box. In reality, the pins are arranged in up to four vertically or/and horizontally slightly displaced columns in order to increase the dot density and print speed through interleaving without causing the pins to jam. Thereby, up to 48 pins can be used to form the characters of a line while the print head moves horizontally.

In a considerably different configuration, so called line dot matrix printers use a fixed print head almost as wide as the paper path utilizing a horizontal line of thousands of pins for printing. Sometimes two horizontally slightly displaced rows are used to improve the effective dot density through interleaving. While still line-oriented, these printers for the professional heavy-duty market effectively print a whole line at once while the paper moves forward below the print head.

The printing speed of serial dot matrix printers with moving heads varies from 30 to 550 cps. In contrast to this, line matrix printers are capable of printing much more than 1000 cps, resulting in a throughput of up to 800 pages/hour.

Because the printing involves mechanical pressure, both of these types of printers can create carbon copies and carbonless copies.

These machines can be highly durable. When they do wear out, it is generally due to ink invading the guide plate of the print head, causing grit to adhere to it; this grit slowly causes the channels in the guide plate to wear from circles into ovals or slots, providing less and less accurate guidance to the printing wires. Eventually, even with tungsten blocks and titanium pawls, the printing becomes too unclear to read, a common problem when users failed to maintain the printer with regular cleaning as outlined in most user manuals.

A variation on the dot matrix printer was the cross hammer dot printer, patented by Seikosha in 1982.[1] The smooth cylindrical roller of a conventional printer was replaced by a spinning, fluted cylinder. The print head was a simple hammer, with a vertical projecting edge, operated by an electromagnet. Where the vertical edge of the hammer intersected the horizontal flute of the cylinder, compressing the paper and ribbon between them, a single dot was marked on the paper. Characters were built up of multiple dots.

Although nearly all inkjet, thermal, and laser printers also print closely spaced dots rather than continuous lines or characters, it is not customary to call them dot matrix printers.

Early history

Upper: Inmac ink ribbon cartridge with black ink for Dot matrix printer. Lower: Inked and folded, the ribbon is pulled into the cartridge by the roller mechanism to the left

Print head of a used 9-pin printer (Star NL 10)
The first dot matrix printer was introduced by the Japanese manufacturer OKI as OKI Wiredot in 1968. For this achievement, OKI received an award from the Information Processing Society of Japan (IPSJ) in 2013.

The DEC LA30 was a 30 character/second dot matrix printer introduced in 1970 by Digital Equipment Corporation of Maynard, Massachusetts. It printed 80 columns of uppercase-only 5×7 dot matrix characters across a unique-sized paper. The printhead was driven by a stepper motor and the paper was advanced by a somewhat-unreliable and definitely noisy solenoid ratchet drive. The LA30 was available with both a parallel interface and a serial interface; however, the serial LA30 required the use of fill characters during the carriage-return

The LA30 was followed in 1974 by the LA36, which achieved far greater commercial success, becoming for a time the standard dot matrix computer terminal. The LA36 used the same print head as the LA30 but could print on forms of any width up to 132 columns of mixed-case output on standard green bar fanfold paper. The carriage was moved by a much-more-capable servo drive using a DC electric motor and an optical encoder / tachometer. The paper was moved by a stepper motor. The LA36 was only available with a serial interface but unlike the earlier LA30, no fill characters were required. This was possible because, while the printer never communicated at faster than 30 characters per second, the mechanism was actually capable of printing at 60 characters per second. During the carriage return period, characters were buffered for subsequent printing at full speed during a catch-up period. The two-tone buzz produced by 60 character-per-second catch-up printing followed by 30 character-per-second ordinary printing was a distinctive feature of the LA36 quickly copied by many other manufacturers well into the 1990s. Most efficient dot matrix printers used this buffering technique.

Digital then broadened the basic LA36 line onto a wide variety of dot matrix printers including:

LA180: 180 c/s line printer
LS120: 120 c/s terminal
LA120: 180 c/s advanced terminal
LA34: Cost-reduced terminal
LA38: An LA34 with more features
LA12: A portable terminal
In 1970, Centronics (then of Hudson, New Hampshire) introduced a dot matrix printer, the Centronics 101. The search for a reliable printer mechanism led it to develop a relationship with Brother Industries, Ltd of Japan, and the sale of Centronics-badged Brother printer mechanisms equipped with a Centronics print head and Centronics electronics. Unlike Digital, Centronics concentrated on the low-end line printer marketplace with their distinctive units. In the process, they designed the parallel electrical interface that was to become standard on most printers until it began to be replaced by the Universal Serial Bus (USB) in the late 1990s.

Printer head positioning[edit]

Mechanism with two wheels with rubber band and metal bar
The printer head is attached to a metal bar that ensures correct alignment, but horizontal positioning is controlled by a band that attaches to sprockets on two wheels at each side which is then driven with an electric motor. This band may be made of stainless steel, phosphor bronze or beryllium copper alloys, nylon or various synthetic materials with a twisted nylon core to prevent stretching. Actual position can be found out either by dead count using a stepper motor, rotary encoder attached to one wheel or a transparent plastic band with markings that is read by an optical sensor on the printer head (common on inkjets).

Uses
Personal computers[edit]

An Epson MX-80, a classic model that remained in use for many years
In the 1970s and 1980s, dot matrix impact printers were generally considered the best combination of expense and versatility, and until the 1990s they were by far the most common form of printer used with personal and home computers.

The Epson MX-80, introduced in 1979,[2] was the groundbreaking model that sparked the initial popularity of impact printers in the personal computer market.[citation needed] The MX-80 combined affordability with good-quality text output (for its time). Early impact printers (including the MX) were notoriously loud during operation, a result of the hammer-like mechanism in the print head. The MX-80 even inspired the name of a noise rock band.[3] The MX-80’s low dot density (60 dpi horizontal, 72 dpi vertical) produced printouts of a distinctive “computerized” quality. When compared to the crisp typewriter quality of a daisy-wheel printer, the dot-matrix printer’s legibility appeared especially bad. In office applications, output quality was a serious issue, as the dot-matrix text’s readability would rapidly degrade with each photocopy generation. IBM sold the MX-80 as IBM 5125.

Initially, third-party software (such as the Bradford printer enhancement program) offered a quick fix to the quality issue. The software utilized a variety of software techniques to increase print quality; general strategies were doublestrike (print each line twice), and double-density mode (slow the print head to allow denser and more precise dot placement). Such add-on software was inconvenient to use, because it required the user to remember to run the enhancement program before each printer session (to activate the enhancement mode). Furthermore, not all enhancement software was compatible with all programs.

Early personal computer software focused on the processing of text, but as graphics displays became ubiquitous throughout the personal computer world, users wanted to print both text and images. Ironically, whereas the daisy-wheel printer and pen-plotter struggled to reproduce bitmap images, the first dot-matrix impact printers (including the MX-80) lacked the ability to print graphics. Yet the dot-matrix print head was well-suited to this task, and the capability, referred to as “dot-addressable” quickly became a standard feature on all dot-matrix printers intended for the personal and home computer markets. In 1981, Epson offered a retrofit EPROM kit called Graftrax to add the capability to many early MX series printers. Banners and signs produced with software that used this ability, such as Broderbund’s Print Shop, became ubiquitous in offices and schools throughout the 1980s.

Progressive hardware improvements to impact printers boosted the carriage speed, added more (typeface) font options, increased the dot density (from 60 dpi up to 240 dpi), and added pseudo-color printing. Faster carriage speeds meant faster (and sometimes louder) printing. Additional typefaces allowed the user to vary the text appearance of printouts. Proportional-spaced fonts allowed the printer to imitate the non-uniform character widths of a typesetter. Increased dot density allowed for more detailed, darker printouts. The impact pins of the printhead were constrained to a minimum size (for structural durability), and dot densities above 100 dpi merely caused adjacent dots to overlap. While the pin diameter placed a lower limit on the smallest reproducible graphic detail, manufacturers were able to use higher dot density to great effect in improving text quality.

Several dot-matrix impact printers (such as the Epson FX series) offered ‘user-downloadable fonts’. This gave the user the flexibility to print with different typefaces. PC software uploaded a user-defined fontset into the printer’s memory, replacing the built-in typeface with the user’s selection. Any subsequent text printout would use the downloaded font, until the printer was powered off or soft-reset. Several third-party programs were developed to allow easier management of this capability. With a supported word-processor program (such as WordPerfect 5.1), the user could embed up to 2 NLQ custom typefaces in addition to the printer’s built-in (ROM) typefaces. (The later rise of WYSIWYG software philosophy rendered downloaded fonts obsolete.)

Single-strike and Multi-strike ribbons were an attempt to address issues in the ribbon’s ink quality. Standard printer ribbons used the same principles as typewriter ribbons. The printer would be at its darkest with a newly installed ribbon cartridge, but would gradually grow fainter with each successive printout. The variation in darkness over the ribbon cartridge’s lifetime prompted the introduction of alternative ribbon formulations. Single-strike ribbons used a carbon-like substance in typewriter ribbons transfer. As the ribbon was only usable for a single loop (rated in terms of ‘character count’), the blackness was of consistent, outstanding darkness. Multi-strike ribbons gave an increase in ribbon life, at the expense of quality.

The high quality of single-strike ribbons had two side effects:

At least 50% and up to 99.9% of the given ribbon surface would be wasted per character, since an entire fresh new region of ribbon was needed to print even the smallest font shapes. Ribbon advance was fixed to always span the largest character shape, so a row of periods would consume as much fresh ribbon as a row of W’s, with a large span of unused carbon between each dot.
Single-strike ribbons created a risk of espionage and loss of privacy, because the used ribbon reel could be unwound to reveal everything that had been printed. Secure disposal was required by shredding, melting, or burning of used ribbon cartridges to prevent recovery of information from garbage bins.
Pseudo-color[edit]
Several manufacturers implemented color dot-matrix impact printing through a multi-color ribbon. Color was achieved through a multi-pass composite printing process. During each pass, the print head struck a different section of the ribbon (one primary color). For a 4-color ribbon, each printed line of output required a total of 4 passes. In some color printers, such as the Apple ImageWriter II, the printer moved the ribbon relative to the fixed print head assembly. In other models, the print head was tilted against a stationary ribbon.

Due to their poor color quality and increased operating expense, color impact models never replaced their monochrome counterparts.[citation needed] As the color ribbon was used in the printer, the black ink section would gradually contaminate the other 3 colors, changing the consistency of printouts over the life of the ribbon. Hence, the color dot-matrix was suitable for abstract illustrations and piecharts, but not for photo-realistic reproduction. Dot-matrix thermal-transfer printers offered more consistent color quality, but consumed printer film, still more expensive. Color printing in the home would only become ubiquitous much later, with the ink-jet printer.

Near Letter Quality (NLQ)
Text quality was a recurring issue with dot-matrix printers. Near Letter Quality mode—informally specified as almost good enough to be used in a business letter[4]—endowed dot-matrix printers with a simulated typewriter-like quality. By using multiple passes of the carriage, and higher dot density, the printer could increase the effective resolution. For example, the Epson FX-86 could achieve a theoretical addressable dot-grid of 240 by 216 dots/inch using a print head with a vertical dot density of only 72 dots/inch, by making multiple passes of the print head for each line. For 240 by 144 dots/inch, the print head would make one pass, printing 240 by 72 dots/inch, then the printer would advance the paper by half of the vertical dot pitch (1/144 inch), then the print head would make a second pass. For 240 by 216 dots/inch, the print head would make three passes with smaller paper movement (1/3 vertical dot pitch, or 1/216 inch) between the passes. To cut hardware costs, some manufacturers merely used a double strike (doubly printing each line) to increase the printed text’s boldness, resulting in bolder but still jagged text. In all cases, NLQ mode incurred a severe speed penalty. Not surprisingly, all printers retained one or more ‘draft’ modes for high-speed printing.

NLQ became a standard feature on all dot-matrix printers. While NLQ was well received in the IBM PC market, the Apple Macintosh market did not use NLQ mode at all, as it did not rely on the printer’s own fonts. Mac word-processing applications used fonts stored in the computer. For non-PostScript (raster) printers, the final raster image was produced by the computer and sent to the printer, which meant dot-matrix printers on the Mac platform exclusively used raster (“graphics”) printing mode. For near-letter-quality output, the Mac would simply double the resolution used by the printer, to 144 dpi, and use a screen font twice the point size desired. Since the Mac’s screen resolution (72 dpi) was exactly half of the ImageWriter’s maximum, this worked perfectly, creating text at exactly the desired size.

Due to the extremely precise alignment required for dot alignment between NLQ passes, typically the paper needed to be held somewhat taut in the tractor feed sprockets, and the continuous paper stack must be perfectly aligned behind or below the printer. Loosely held paper or skewed supply paper could cause misalignments between passes, rendering the NLQ text illegible.

24-pin printers[edit]
By the mid-1980s, manufacturers had increased the pincount of the impact printhead from 7, 8, 9 or 12 pins to 18, 24, 27 or 48, with 24 pins being most common. The increased pin-count permitted superior print-quality which was necessary for success in Asian markets to print legible CJK characters.[5] In the PC market, nearly all 9-pin printers printed at a de facto-standard vertical pitch of 9/72 inch (per printhead pass, i.e. 8 lpi). Epson’s 24-pin LQ-series rose to become the new de facto standard, at 24/180 inch (per pass – 7.5 lpi). Not only could a 24-pin printer lay down a denser dot-pattern in a single-pass, it could simultaneously cover a larger area.

Compared to the older 9-pin models, a new 24-pin impact printer not only produced better-looking NLQ text, it printed the page more quickly (largely due to the 24-pin’s ability to print NLQ with a single pass). 24-pin printers repeated this feat in bitmap graphics mode, producing higher-quality graphics in reduced time. While the text-quality of a 24-pin was still visibly inferior to a true letter-quality printer—the daisy wheel or laser-printer, the typical 24-pin impact printer printed more quickly than most daisy-wheel models.

As manufacturing costs declined, 24-pin printers gradually replaced 9-pin printers. Twenty-four pin printers reached a dot-density of 360×360 dpi, a marketing figure aimed at potential buyers of competing ink-jet and laser-printers. 24-pin NLQ fonts generally used a dot-density of 360×180, the highest allowable with single-pass printing. Multipass NLQ was abandoned, as most manufacturers felt the marginal quality improvement did not justify the tradeoff in speed. Most 24-pin printers offered 2 or more NLQ typefaces, but the rise of WYSIWYG software and GUI environments such as Microsoft Windows ended the usefulness of NLQ.

Contemporary use

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The desktop impact printer was gradually replaced by the inkjet printer. When Hewlett-Packard’s patents expired on steam-propelled photolithographically produced ink-jet heads,[when?] the inkjet mechanism became available to the printer industry. For applications that did not require impact (e.g., carbon-copy printing), the inkjet was superior in nearly all respects: comparatively quiet operation, faster print speed, and output quality almost as good as a laser printer. By the mid-1990s, inkjet technology had surpassed dot-matrix in the mainstream market.

As of 2005, dot matrix impact technology remains in use in devices such as cash registers, ATMs, fire alarm systems, and many other point-of-sales terminals. Thermal printing is gradually supplanting them in these applications. Full-size dot-matrix impact printers are still used to print multi-part stationery, for example at bank tellers and auto repair shops, and other applications where use of tractor feed paper is desirable such as data logging and aviation. Some are even fitted with USB interfaces as standard to aid connection to modern computers without legacy ports. Dot matrix printers are also more tolerant of the hot and dirty operating conditions found in many industrial settings. The simplicity and durability of the design, as well as its similarity to older typewriter technology, allows users who are not “computer literate” to easily perform routine tasks such as changing ribbons and correcting paper jams.

One often overlooked application for dot-matrix printers is in the field of IT security. Various system and server activity logs are typically stored on the local filesystem, where a remote attacker – having achieved their primary goals – can then alter or delete the contents of the logs, in an attempt to “cover their tracks” or otherwise thwart the efforts of system administrators and security experts. However, if the log entries are simultaneously output to a printer, line-by-line, a local hard-copy record of system activity is created – and this cannot be remotely altered or otherwise manipulated. Dot-matrix printers are ideal for this task, as they can sequentially print each log entry, one entry at a time, as they are added to the log. The usual dot-matrix printer support for continuous stationery also prevents incriminating pages from being surreptitiously removed or altered without evidence of tampering.

Some companies, such as Printek, DASCOM, WeP Peripherals, Epson, Okidata, Olivetti, Lexmark, and TallyGenicom still produce serial printers. Printronix is now the only manufacturer of line printers. Today, a new dot matrix printer actually costs more than most inkjet printers and some entry level laser printers. However, not much should be read into this price difference as the printing costs for inkjet and laser printers are a great deal higher than for dot matrix printers, and the inkjet/laser printer manufacturers effectively use their monopoly over arbitrarily priced printer cartridges to subsidize the initial cost of the printer itself. Dot matrix ribbons are a commodity and are not monopolized by the printer manufacturers themselves.

Advantages and disadvantages

This section does not cite any references (sources). Please help improve this section by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. (May 2010)
Dot matrix printers, like any impact printer, can print on multi-part stationery or make carbon-copies. Impact printers have one of the lowest printing costs per page. As the ink is running out, the printout gradually fades rather than suddenly stopping partway through a job. They are able to use continuous paper rather than requiring individual sheets, making them useful for data logging. They are good, reliable workhorses ideal for use in situations where low printing cost is more important than quality. The ink ribbon also does not easily dry out, including both the ribbon stored in the casing as well as the portion that is stretched in front of the print head; this unique property allows the dot-matrix printer to be used in environments where printer duty can be rare, for instance, as with a Fire Alarm Control Panel’s output.

Impact printers create noise when the pins or typeface strike the ribbon to the paper.[6] Sound-damping enclosures may have to be used in quiet environments. They can only print lower-resolution graphics, with limited color performance, limited quality, and lower speeds compared to non-impact printers. While they support fanfold paper with tractor holes well, single-sheet paper may have to be wound in and aligned by hand, which is relatively time-consuming, or a sheet feeder may be utilized which can have a lower paper feed reliability. When printing labels on release paper, they are prone to paper jams when a print wire snags the leading edge of the label while printing at its very edge. For text-only labels (e.g., mailing labels), a daisy wheel printer or band printer may offer better print quality and a lower risk of damaging the paper.

The advantages are: low purchase cost, can handle multipart forms, cheap to operate, only needs fresh ribbons, rugged, low repair cost and the ability to print on continuous paper. This makes it possible to print long banners that span across several sheets of paper.

The disadvantages are: noisy, low resolution (you can see the dots making up each character), not all can do color, color looks faded and streaky, slowness and more prone to jamming – with jams that are more difficult to clear. This is because paper is fed in using two sprockets engaging with holes in the paper. A small tear on the side of a sheet can cause a jam, with paper debris that is tedious to remove.

See also
Character matrix printer
Daisy wheel printing
Dye-sublimation printer
Typeball printer
Line printer
Printer (computing)
Thermal printer
IBM Proprinter

http://www.epson.com/cgi-bin/Store/AboutCorpHistory.jsp

 

L’impression matricielle ou impression matricielle à impact est un type d’impression par ordinateur qui utilise une tête d’impression qui se déplace dans les deux sens ou de haut en bas sur la page et imprime par impact en heurtant un chiffon imbibé d’encre. ruban contre le papier, un peu comme le mécanisme d’impression d’une machine à écrire. Cependant, contrairement à une machine à écrire ou à une marguerite, les lettres sont tirées d’une matrice de points et permettent ainsi de produire des polices variées et des graphiques arbitraires.

Conception
Chaque point est produit par une minuscule tige de métal, également appelée “fil” ou “broche”, qui est entraînée vers l’avant par la puissance d’un électroaimant ou d’un solénoïde minuscule, soit directement, soit par l’intermédiaire de petits leviers (cliquets). En face du ruban et du papier se trouve une petite plaque de guidage appelée porte-masque ou protecteur de masque à ruban, parfois également appelée papillon pour sa forme typique. Il est percé de trous pour servir de guide aux broches. Cette plaque peut être faite de plastique dur ou d’un bijou artificiel tel que le saphir ou le rubis.

La partie de l’imprimante contenant les broches s’appelle la tête d’impression. Lors de l’exécution de l’imprimante, celle-ci imprime généralement une ligne de texte à la fois. Il existe deux approches pour y parvenir:

Les imprimantes matricielles série utilisent une tête d’impression à déplacement horizontal. On peut penser que la tête d’impression comporte une seule colonne verticale de sept broches ou plus environ de la hauteur d’une boîte de caractères. En réalité, les broches sont disposées en un maximum de quatre colonnes verticalement et / ou horizontalement légèrement décalées afin d’augmenter la densité de points et la vitesse d’impression par entrelacement sans provoquer de blocage des broches. Ainsi, vous pouvez utiliser jusqu’à 48 broches pour former les caractères d’une ligne pendant que la tête d’impression se déplace horizontalement.

Dans une configuration considérablement différente, les imprimantes matricielles ligne utilisent une tête d’impression fixe presque aussi large que le chemin du papier, utilisant une ligne horizontale de milliers de broches pour l’impression. Parfois, deux rangées légèrement décalées horizontalement sont utilisées pour améliorer la densité de points effective par l’entrelacement. Bien qu’elles soient toujours orientées ligne, ces imprimantes pour le marché des gros travaux professionnels impriment efficacement une ligne entière à la fois pendant que le papier avance au-dessous de la tête d’impression.

La vitesse d’impression des imprimantes matricielles série à têtes mobiles varie de 30 à 550 cps. Contrairement à cela, les imprimantes matricielles ligne sont capables d’imprimer bien plus de 1000 cps, ce qui permet un débit allant jusqu’à 800 pages / heure.

Du fait que l’impression implique une pression mécanique, ces deux types d’imprimantes peuvent créer des copies carbone et des copies sans carbone.

Ces machines peuvent être très durables. En cas d’usure, cela est généralement dû à l’encrassement de la plaque de guidage de la tête d’impression par l’encre, ce qui a provoqué l’adhérence des particules; ce grain provoque lentement l’usure des canaux dans la plaque de guidage, des cercles aux ovales ou aux fentes, fournissant un guidage de moins en moins précis aux fils d’impression. Finalement, même avec des blocs de tungstène et des cliquets en titane, l’impression devient trop floue pour la lecture, un problème courant lorsque les utilisateurs ne parviennent pas à maintenir l’imprimante avec un nettoyage régulier, comme indiqué dans la plupart des manuels de l’utilisateur.

Une variante de l’imprimante matricielle était l’imprimante à points croisés, brevetée par Seikosha en 1982. [1] Le rouleau cylindrique lisse d’une imprimante conventionnelle a été remplacé par un cylindre rotatif à cannelures. La tête d’impression était un simple marteau à bord saillant vertical actionné par un électro-aimant. Lorsque le bord vertical du marteau a croisé la cannelure horizontale du cylindre, comprimant le papier et le ruban entre eux, un seul point a été marqué sur le papier. Les caractères étaient constitués de plusieurs points.

Bien que presque toutes les imprimantes à jet d’encre, thermiques et laser impriment également des points proches les uns des autres plutôt que des lignes ou des caractères continus, il n’est pas courant de les appeler imprimantes matricielles.

Histoire ancienne

En haut: Cartouche de ruban encreur Inmac avec encre noire pour imprimante matricielle. En bas: encré et plié, le ruban est tiré dans la cartouche par le mécanisme à rouleau situé à gauche

Tête d’impression d’une imprimante à 9 broches usagée (Star NL 10)
La première imprimante matricielle a été introduite par le fabricant japonais OKI sous le nom d’OKI Wiredot en 1968. Pour cette réalisation, OKI a reçu un prix de la Société japonaise de traitement de l’information (IPSJ) en 2013.

La DEC LA30 était une imprimante matricielle à 30 caractères / seconde introduite en 1970 par Digital Equipment Corporation de Maynard, Massachusetts. Il imprimait 80 colonnes de caractères matriciels 5 × 7 points en majuscules sur un papier de format unique. La tête d’impression était entraînée par un moteur pas à pas et le papier était avancé par un entraînement à cliquet à solénoïde quelque peu peu fiable et absolument bruyant. Le LA30 était disponible avec une interface parallèle et une interface série; toutefois, le port série LA30 nécessitait l’utilisation de caractères de remplissage lors du retour de chariot.

Le LA30 a été suivi en 1974 par le LA36, qui a connu un succès commercial beaucoup plus grand, devenant pour un temps le terminal informatique matriciel standard. La LA36 utilise la même tête d’impression que la LA30 mais peut imprimer sur des formulaires de toutes largeurs jusqu’à 132 colonnes de sortie en casse mixte sur du papier en accordéon standard. Le chariot a été déplacé par un servo variateur beaucoup plus performant utilisant un moteur électrique à courant continu et un codeur / tachymètre optique. Le papier a été déplacé par un moteur pas à pas. Le LA36 était uniquement disponible avec une interface série, mais contrairement au LA30 précédent, aucun caractère de remplissage n’était requis. Cela était possible car, alors que l’imprimante ne communiquait jamais à une vitesse supérieure à 30 caractères par seconde, le mécanisme était en réalité capable d’imprimer à 60 caractères par seconde. Pendant la période de retour chariot, les caractères étaient mis en mémoire tampon pour une impression ultérieure à vitesse maximale pendant une période de rattrapage. Le bourdonnement deux tons produit par une impression de rattrapage de 60 caractères par seconde suivie par une impression ordinaire de 30 caractères par seconde était une caractéristique distinctive du LA36 rapidement copié par de nombreux fabricants jusque dans les années 1990. Les imprimantes matricielles les plus efficaces ont utilisé cette technique de mise en mémoire tampon.

Digital a ensuite élargi la gamme de base LA36 à un large éventail d’imprimantes matricielles, notamment:

LA180: imprimante ligne 180 c / s
LS120: terminal 120 c / s
LA120: terminal avancé 180 c / s
LA34: Terminal à prix réduit
LA38: un LA34 avec plus de fonctionnalités
LA12: un terminal portable
En 1970, Centronics (à l’époque de Hudson, New Hampshire) introduisit une imprimante matricielle, la Centronics 101. La recherche d’un mécanisme d’impression fiable la conduisit à développer une relation avec Brother Industries, Ltd, au Japon, et à la vente de badges Centronics. Mécanismes d’imprimante Brother équipés d’une tête d’impression Centronics et de l’électronique Centronics. Contrairement à Digital, Centronics s’est concentré sur le marché des imprimantes haut de gamme avec ses unités distinctives. Ce faisant, ils ont conçu l’interface électrique parallèle qui devait devenir la norme sur la plupart des imprimantes jusqu’à ce qu’elle soit remplacée par le bus série universel (USB) à la fin des années 1990.

Positionnement de la tête d’impression [modifier]

Mécanisme à deux roues avec élastique et barre en métal
La tête de l’imprimante est fixée à une barre métallique assurant un alignement correct, mais le positionnement horizontal est contrôlé par une bande qui se fixe aux pignons sur deux roues de chaque côté, qui est ensuite entraînée par un moteur électrique. Cette bande peut être en acier inoxydable, en alliages de bronze au phosphore ou de cuivre au béryllium, en nylon ou en divers matériaux synthétiques avec un noyau en nylon torsadé pour empêcher l’étirement. La position réelle peut être déterminée soit par comptage à l’aide d’un moteur pas à pas, d’un codeur rotatif relié à une roue, soit par une bande en plastique transparent portant les repères lus par un capteur optique situé sur la tête d’impression (commun sur les imprimantes à jet d’encre).

Les usages
Ordinateurs personnels [edit]

Une Epson MX-80, un modèle classique qui a été utilisé pendant de nombreuses années
Dans les années 1970 et 1980, les imprimantes à impact matricielles étaient généralement considérées comme la meilleure combinaison de coûts et de polyvalence. Jusqu’aux années 1990, elles étaient de loin la forme la plus utilisée d’imprimantes utilisées avec les ordinateurs personnels et domestiques.

L’Epson MX-80, introduite en 1979 [2], était le modèle révolutionnaire à l’origine de la popularité initiale des imprimantes à impact sur le marché des ordinateurs personnels. [La citation nécessaire] Le MX-80 combinait un prix abordable et une sortie texte de bonne qualité (pour son temps). Les imprimantes à impact précoce (y compris la MX) étaient notoirement bruyantes au cours de leur fonctionnement, en raison du mécanisme semblable à un marteau situé dans la tête d’impression. La MX-80 a même inspiré le nom d’un groupe de noise rock [3]. La faible densité de points du MX-80 (60 dpi horizontaux, 72 dpi verticaux) produisait des impressions d’une qualité «informatisée» distinctive. Comparée à la qualité de machine à écrire d’une imprimante à marguerite, la lisibilité de l’imprimante à matrice de points semblait particulièrement mauvaise. Dans les applications bureautiques, la qualité de sortie posait un problème grave, car la lisibilité du texte à matrice de points se détériorait rapidement à chaque génération de photocopie. IBM a vendu le MX-80 sous le nom IBM 5125.

À l’origine, un logiciel tiers (tel que le programme d’amélioration d’imprimantes Bradford) permettait de résoudre rapidement le problème de qualité. Le logiciel a utilisé diverses techniques logicielles pour améliorer la qualité d’impression. Les stratégies générales étaient double (impression de deux lignes par ligne) et mode double densité (ralentissez la tête d’impression pour permettre un placement des points plus dense et plus précis).Ce logiciel supplémentaire n’était pas pratique à utiliser, car il fallait que l’utilisateur se rappelle d’exécuter le programme d’amélioration avant chaque session d’impression (pour activer le mode d’amélioration). En outre, tous les logiciels d’amélioration n’étaient pas compatibles avec tous les programmes.

Les premiers logiciels personnels étaient axés sur le traitement du texte, mais à mesure que les écrans graphiques devenaient omniprésents dans le monde des ordinateurs personnels, les utilisateurs voulaient imprimer du texte et des images. Ironiquement, alors que l’imprimante à marguerite et le traceur à stylos peinent à reproduire les images bitmap, les premières imprimantes à impact matricielles (y compris la MX-80) n’ont pas la capacité d’imprimer des graphiques. Pourtant, la tête d’impression matricielle était bien adaptée à cette tâche et la capacité, dite “adressable”, est rapidement devenue une fonctionnalité standard sur toutes les imprimantes matricielles destinées aux marchés de l’informatique personnelle et personnelle. En 1981, Epson a proposé un kit de reconfiguration EPROM appelé Graftrax afin d’ajouter des fonctionnalités à de nombreuses imprimantes de la série MX. Les bannières et les enseignes produites à l’aide de logiciels utilisant cette capacité, tels que l’atelier d’impression de Broderbund, sont devenues omniprésentes dans les bureaux et les écoles au cours des années 1980.

Des améliorations matérielles progressives des imprimantes à impact ont permis d’augmenter la vitesse d’impression, d’ajouter plus d’options de polices (caractères), d’augmenter la densité de points (de 60 dpi à 240 dpi) et d’ajouter une impression pseudo-couleur. Des vitesses de transport plus rapides signifiaient une impression plus rapide (et parfois plus forte). Des polices supplémentaires ont permis à l’utilisateur de modifier l’apparence du texte des impressions. Les polices à espacement proportionnel permettaient à l’imprimeur d’imiter les largeurs de caractères non uniformes d’une composition. La densité de points accrue permettait des impressions plus détaillées et plus sombres. Les broches d’impact de la tête d’impression ont été contraintes à une taille minimale (pour la durabilité de la structure) et des densités de points supérieures à 100 dpi ont simplement provoqué un chevauchement des points adjacents. Alors que le diamètre des broches limitait le plus petit détail graphique reproductible, les fabricants étaient en mesure d’utiliser une densité de points plus élevée pour améliorer la qualité du texte.

Plusieurs imprimantes à impact matricielles (telles que la série Epson FX) proposaient des «polices téléchargeables par l’utilisateur». Cela donnait à l’utilisateur la possibilité d’imprimer avec différents types de caractères.Le logiciel PC a chargé un jeu de polices défini par l’utilisateur dans la mémoire de l’imprimante, en remplaçant le caractère intégré par la sélection de l’utilisateur. Toute impression de texte ultérieure utiliserait la police téléchargée jusqu’à la mise hors tension ou la réinitialisation logicielle de l’imprimante. Plusieurs programmes tiers ont été développés pour permettre une gestion plus facile de cette capacité. Avec un programme de traitement de texte pris en charge (tel que WordPerfect 5.1), l’utilisateur peut incorporer jusqu’à 2 polices de caractères personnalisées NLQ en plus des polices de caractères intégrées (ROM) de l’imprimante. (La récente ascension de la philosophie du logiciel WYSIWYG a rendu les polices téléchargées obsolètes.)

Les rubans à frappe unique et à frappe multiple étaient une tentative de résolution des problèmes de qualité d’encre du ruban. Les rubans d’imprimante standard utilisent les mêmes principes que les rubans de machine à écrire. L’imprimante serait à son plus sombre avec une cartouche de ruban nouvellement installée, mais deviendrait progressivement plus pâle à chaque impression successive. La variation dans l’obscurité au cours de la durée de vie de la cartouche de ruban a conduit à l’introduction de formulations de ruban alternatives. Les rubans à frappe unique utilisaient une substance de type carbone dans le transfert des rubans de machine à écrire. Le ruban n’étant utilisable que pour une seule boucle (classée en termes de «nombre de caractères»), la noirceur était d’une noirceur remarquable et constante. Les rubans à cassettes multiples ont prolongé la durée de vie des rubans, au détriment de la qualité.

La haute qualité des rubans simple frappe a eu deux effets secondaires:

Au moins 50% et jusqu’à 99,9% de la surface de ruban donnée seraient gaspillés par caractère, car une toute nouvelle région de ruban était nécessaire pour imprimer les formes les plus petites. L’avance du ruban a été fixée pour couvrir toujours la forme de caractère la plus large, de sorte qu’une rangée de périodes consomme autant de ruban frais qu’une rangée de W, avec une grande plage de carbone non utilisé entre chaque point.
Les rubans à frappe unique entraînaient un risque d’espionnage et de perte de vie privée, car l’enrouleur de ruban usagé pouvait être déroulé pour révéler tout ce qui avait été imprimé. L’élimination en toute sécurité était nécessaire en déchiquetant, en faisant fondre ou en brûlant les cartouches de ruban usagées pour empêcher la récupération des informations des poubelles.
Pseudo-couleur [edit]
Plusieurs fabricants ont mis en œuvre l’impression par impact couleur à matrice de points au moyen d’un ruban multicolore. La couleur a été obtenue grâce à un processus d’impression composite multipasse. À chaque passage, la tête d’impression a heurté une section différente du ruban (une couleur primaire). Pour un ruban 4 couleurs, chaque ligne de sortie imprimée nécessite un total de 4 passes. Sur certaines imprimantes couleur, telles que Apple ImageWriter II, l’imprimante a déplacé le ruban par rapport à la tête d’impression fixe. Dans d’autres modèles, la tête d’impression était inclinée contre un ruban immobile.

En raison de la qualité médiocre de leurs couleurs et de leurs dépenses d’exploitation accrues, les modèles d’impact couleur n’ont jamais remplacé leurs équivalents monochromes. [Citation requise] Comme le ruban de couleur était utilisé dans l’imprimante, la section encre noire allait progressivement contaminer les 3 autres couleurs, ce qui modifierait la cohérence des couleurs. impressions sur la durée de vie du ruban. Par conséquent, la matrice de points de couleur était appropriée pour les illustrations abstraites et les graphiques en morceaux, mais pas pour la reproduction photoréaliste. Les imprimantes à transfert thermique matricielles offrent une qualité de couleur plus constante, mais le film d’imprimante consommé est toujours plus cher. L’impression couleur à la maison ne deviendra omniprésente que beaucoup plus tard, avec l’imprimante à jet d’encre.

Qualité proche de la lettre (NLQ)
La qualité du texte était un problème récurrent avec les imprimantes matricielles. Mode qualité proche de la lettre – spécifié de manière informelle comme étant assez performant pour une lettre professionnelle [4] – des imprimantes matricielles dotées d’une qualité similaire à celle d’une machine à écrire. En utilisant plusieurs passes du chariot et une densité de points plus élevée, l’imprimante pourrait augmenter la résolution effective. Par exemple, l’Epson FX-86 pourrait réaliser une grille de points théoriquement adressable de 240 par 216 points / pouce en utilisant une tête d’impression avec une densité de points verticale de 72 points / pouce seulement, en effectuant plusieurs passes de la tête d’impression pour chaque ligne. . Pour une résolution de 240 x 144 points / pouce, la tête d’impression effectue un passage, en imprimant 240 x 72 points / pouce, puis l’imprimante avance le papier de la moitié du pas de point vertical (1/144 pouce), puis de la tête d’impression. faire un deuxième passage. Pour une résolution de 240 x 216 points / pouce, la tête d’impression effectue trois passages avec un mouvement de papier plus petit (pas de 1/3 de point vertical ou 1/216 pouce) entre les passes. Pour réduire les coûts de matériel, certains fabricants ont simplement utilisé une double frappe (en imprimant deux fois par ligne) pour augmenter l’audace du texte imprimé, donnant ainsi un texte plus audacieux mais toujours déchiqueté. Dans tous les cas, le mode NLQ encourait une pénalité de vitesse sévère. Sans surprise, toutes les imprimantes ont conservé un ou plusieurs modes “brouillon” pour une impression à grande vitesse.

La NLQ est devenue une fonctionnalité standard sur toutes les imprimantes matricielles. Bien que NLQ ait été bien accueilli sur le marché des PC IBM, le marché Apple Macintosh n’a pas du tout utilisé le mode NLQ, car il ne s’appuyait pas sur les polices de l’imprimante. Les applications de traitement de texte Mac utilisaient des polices stockées sur l’ordinateur. Pour les imprimantes non PostScript (matricielles), l’image matricielle finale a été produite par l’ordinateur et envoyée à l’imprimante, ce qui signifie que les imprimantes matricielles de la plate-forme Mac utilisaient exclusivement le mode d’impression raster (“graphique”). Pour une qualité proche de celle des lettres, le Mac doublerait simplement la résolution utilisée par l’imprimante, passant à 144 dpi, et utiliserait une police d’écran double de la taille en points souhaitée. Étant donné que la résolution d’écran du Mac (72 ppp) était exactement la moitié de la résolution maximale du logiciel ImageWriter, cela fonctionnait parfaitement, en créant du texte à la taille souhaitée.

En raison de l’alignement extrêmement précis requis pour l’alignement des points entre les passes NLQ, le papier doit généralement être maintenu légèrement tendu dans les pignons d’alimentation du tracteur, et la pile de papier continue doit être parfaitement alignée derrière ou sous l’imprimante. Du papier mal serré ou du papier de distribution asymétrique peut provoquer des désalignements entre les passes, rendant le texte NLQ illisible.

Imprimantes 24 broches [modifier]
Au milieu des années 1980, les fabricants avaient augmenté le nombre de têtes d’impression à impact de 7, 8, 9 ou 12 broches à 18, 24, 27 ou 48, les 24 broches étant les plus courantes. Le nombre accru d’épingles permettait d’obtenir une qualité d’impression supérieure, nécessaire au succès des marchés asiatiques pour imprimer des caractères CJK lisibles [5]. Sur le marché des ordinateurs personnels, presque toutes les imprimantes à 9 broches imprimaient à un pas vertical standard de facto de 9/72 pouces (par passe de tête d’impression, soit 8 lpi). La série LQ à 24 broches d’Epson est devenue le nouveau standard de facto, à 24/180 pouces (par passe – 7,5 lpp). Une imprimante à 24 broches pouvait non seulement créer un motif de points plus dense en un seul passage, elle pouvait simultanément couvrir une zone plus grande.

Comparée aux modèles 9 broches plus anciens, une nouvelle imprimante à impact 24 broches produisait un texte NLQ plus esthétique, mais imprimait la page plus rapidement (en grande partie grâce à la capacité de cette imprimante à imprimer la NLQ en une seule passe). Les imprimantes à 24 broches ont répété cet exploit en mode graphique bitmap, produisant des graphiques de meilleure qualité en un temps réduit. Bien que la qualité du texte d’une imprimante à 24 broches soit toujours visiblement inférieure à celle d’une imprimante de qualité lettre – roue à marguerite ou imprimante laser, l’imprimante à impact standard à 24 broches imprimait plus rapidement que la plupart des modèles à marguerite.

Face à la baisse des coûts de fabrication, les imprimantes 24 broches ont progressivement remplacé les imprimantes 9 broches. Les imprimantes à vingt-quatre broches atteignent une densité de points de 360 ​​× 360 dpi, chiffre marketing destiné aux acheteurs potentiels d’imprimantes laser et à jet d’encre concurrentes. Les polices NLQ à 24 broches utilisaient généralement une densité de points de 360×180, la plus élevée autorisée pour l’impression en un seul passage. Multipass NLQ a été abandonné car la plupart des fabricants ont estimé que l’amélioration marginale de la qualité ne justifiait pas le compromis de vitesse. La plupart des imprimantes à 24 broches offraient deux polices NLQ ou plus, mais l’essor du logiciel WYSIWYG et des environnements d’interface graphique tels que Microsoft Windows a mis un terme à l’utilité de la NLQ.

Utilisation contemporaine

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L’imprimante à impact de bureau a été progressivement remplacée par l’imprimante à jet d’encre. Lorsque les brevets de Hewlett-Packard sur des têtes à jet d’encre produites par photolithographie et propulsées à la vapeur ont expiré, le mécanisme à jet d’encre est devenu disponible pour l’industrie des imprimantes. Pour les applications qui n’imposaient pas d’impact (impression en copie carbone, par exemple), le jet d’encre était supérieur à presque tous les égards: fonctionnement relativement silencieux, vitesse d’impression plus rapide et qualité de sortie presque aussi bonne qu’une imprimante laser. Au milieu des années 90, la technologie à jet d’encre avait dépassé la matrice à points sur le marché grand public.

Depuis 2005, la technologie à impact matriciel reste utilisée dans des dispositifs tels que des caisses enregistreuses, des guichets automatiques, des systèmes d’alarme incendie et de nombreux autres terminaux de points de vente. L’impression thermique les supplante peu à peu dans ces applications. Les imprimantes à impact matricielles pleine taille sont toujours utilisées pour imprimer du papier à lettres en plusieurs parties, par exemple dans les caissiers de banque et les ateliers de réparation automobile, ainsi que dans d’autres applications où l’utilisation du papier d’alimentation de tracteur est souhaitable, telles que l’enregistrement des données et l’aviation.Certains sont même équipés en standard d’interfaces USB pour faciliter la connexion à des ordinateurs modernes sans ports hérités. Les imprimantes matricielles sont également plus tolérantes aux conditions chaudes et sales rencontrées dans de nombreux environnements industriels. La simplicité et la durabilité de la conception, ainsi que sa similitude avec la technologie des machines à écrire plus anciennes, permettent aux utilisateurs non familiarisés avec les ordinateurs de réaliser facilement des tâches de routine telles que le changement de rubans et la correction des bourrages papier.

Une application souvent négligée pour les imprimantes matricielles est le domaine de la sécurité informatique. Divers journaux d’activité du système et du serveur sont généralement stockés sur le système de fichiers local, où un attaquant distant – ayant atteint ses objectifs principaux – peut ensuite modifier ou supprimer le contenu des journaux, dans le but de “couvrir leurs traces” ou de contrecarrer les efforts déployés. des administrateurs système et des experts en sécurité. Toutefois, si les entrées du journal sont simultanément transmises à une imprimante, ligne par ligne, un enregistrement local sur papier de l’activité du système est créé – et ne peut pas être modifié à distance ni autrement manipulé. Les imprimantes matricielles sont idéales pour cette tâche, car elles peuvent imprimer chaque entrée du journal de manière séquentielle, une entrée à la fois, au fur et à mesure de leur ajout au journal. La prise en charge habituelle des imprimantes matricielles pour la papeterie en continu empêche également les pages incriminées d’être supprimées ou modifiées subrepticement sans aucune preuve de falsification.

Certaines sociétés, telles que Printek, DASCOM, les périphériques WeP, Epson, Okidata, Olivetti, Lexmark et TallyGenicom produisent toujours des imprimantes série. Printronix est désormais le seul fabricant d’imprimantes linéaires. Aujourd’hui, une nouvelle imprimante matricielle coûte en réalité plus cher que la plupart des imprimantes à jet d’encre et certaines imprimantes laser d’entrée de gamme. Toutefois, cette différence de prix ne devrait pas être prise en compte car les coûts d’impression des imprimantes à jet d’encre et laser sont nettement supérieurs à ceux des imprimantes matricielles, et les fabricants d’imprimantes à jet d’encre / laser utilisent efficacement leur monopole sur les cartouches d’imprimantes à prix coût initial de l’imprimante elle-même. Les rubans matriciels sont une marchandise et ne sont pas monopolisés par les fabricants d’imprimantes eux-mêmes.

Avantages et inconvénients

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Les imprimantes matricielles, comme toutes les imprimantes à impact, peuvent imprimer sur du papier à lettres en plusieurs parties ou en faire des copies carbone. Les imprimantes Impact ont l’un des coûts d’impression par page les plus bas. Au fur et à mesure que l’encre s’épuise, l’impression s’efface progressivement au lieu de s’arrêter brusquement à mi-parcours d’un travail. Ils sont capables d’utiliser du papier continu plutôt que d’avoir recours à des feuilles individuelles, ce qui les rend utiles pour l’enregistrement des données. Ce sont de bons chevaux de travail fiables, parfaits pour une utilisation dans des situations où un faible coût d’impression est plus important que la qualité. Le ruban encreur ne sèche pas non plus facilement, y compris le ruban stocké dans le boîtier ainsi que la partie qui est tendue devant la tête d’impression; Cette propriété unique permet à l’imprimante matricielle d’être utilisée dans des environnements où les tâches de l’imprimante peuvent être rares, par exemple, comme avec la sortie d’un panneau de commande d’alarme incendie.

Les imprimantes à impact créent du bruit lorsque les punaises ou la police de caractères frappent le ruban contre le papier [6]. Il peut être nécessaire d’utiliser des enceintes insonorisantes dans des environnements calmes.Ils ne peuvent imprimer que des graphiques de résolution inférieure, avec des performances de couleur et une qualité limitées, ainsi que des vitesses plus basses par rapport aux imprimantes sans impact. Tandis qu’ils supportent bien le papier en accordéon avec les trous du tracteur, il est parfois nécessaire d’enrouler et d’aligner manuellement le papier feuille à feuille, ce qui prend relativement beaucoup de temps. Vous pouvez également utiliser un bac feuille à feuille offrant une fiabilité d’alimentation du papier plus faible. Lorsque vous imprimez des étiquettes sur du papier de protection, elles sont sujettes aux bourrages papier lorsqu’un fil d’impression s’accroche au bord avant de l’étiquette tout en imprimant sur son bord même. Pour les étiquettes ne contenant que du texte (étiquettes postales, par exemple), une imprimante à marguerite ou une imprimante à bande peut offrir une meilleure qualité d’impression et un risque moins élevé d’endommager le papier.

Les avantages sont les suivants: faible coût d’achat, possibilité de traiter des formulaires en liasse, fonctionnement économique, besoin de rubans frais, robustesse, faible coût de réparation et possibilité d’imprimer sur du papier continu. Cela permet d’imprimer de longues bannières sur plusieurs feuilles de papier.

Les inconvénients sont les suivants: bruyant, faible résolution (vous pouvez voir les points qui composent chaque caractère), tous ne peuvent pas faire de la couleur, les couleurs sont pâles et striées, la lenteur et le risque de bourrage plus difficile, avec des bourrages plus difficiles à éliminer. Cela est dû au fait que le papier est alimenté à l’aide de deux pignons qui s’engagent dans des trous dans le papier. Une petite déchirure sur le côté d’une feuille peut provoquer un bourrage papier, avec des débris de papier difficiles à enlever.

Voir également
Imprimante matricielle
Impression de roue de marguerite
Imprimante à sublimation
Imprimante typeball
Imprimante en ligne
Imprimante (informatique)
Imprimante thermique
IBM Proprinter